新研究显示地球外核可能是地球上碳元素的最大储存库

导读：佛罗里达州立大学和莱斯大学的新研究提供了对地球外核中碳含量的更好估计，这项工作表明外核可能是地球上碳元素的最大储存库。

佛罗里达州立大学和莱斯大学的新研究提供了对地球外核中碳含量的更好估计，这项工作表明外核可能是地球上碳元素的最大储存库。这项研究发表在《地球与环境通讯》杂志上，估计地球外核的0.3%至2.0%是碳。

尽管那里的碳的百分比很低，但由于外核如此之大，它仍然是一个巨大的数量。研究人员估计，外核含有5.5-36.8 × 10^24克的碳。

“了解地核的组成是固体地球科学的关键问题之一，”共同作者Mainak Mookherjee说，他是地球、海洋和大气科学系的地质学副教授。“我们知道地核的主要成分是铁，但铁的密度比核心的密度大。在核心中一定有较轻的元素来降低其密度。碳是一个考虑因素，我们正在提供更好的制约因素，即那里可能有多少碳。”

以前的研究已经估计了地球上的碳总量。这项工作将地球上的碳含量的估计值细化到大约990ppm和超过6400ppm之间。这将意味着地球的核心--包括外核和内核--可能包含地球上93%至95%的碳。

由于人类无法进入地球的核心部分，他们不得不使用间接的方法来分析它。研究小组将已知的穿越地球的压缩声波的速度与计算机模型进行了比较，这些模型模拟了在地球外核的压力和温度条件下铁、碳和其他轻元素的不同组成。

"当我们模拟中的声波速度与观察到的声波穿越地球的速度相匹配时，我们知道模拟与外核的实际化学成分相匹配，"主要作者和博士后研究员Suraj Bajgain说。

科学家们以前曾试图给出一个外核中碳含量的范围。这项研究通过将其他轻元素--即氧、硫、硅、氢和氮--纳入估计外核成分的模型，缩小了这个可能的范围。正如氢、氧和其他元素一样，碳是一种生命必需的元素。它是使地球上的生命成为可能的部分原因。

Mookherjee说：“这是一个很自然的问题，这些碳是从哪里来的，当地球形成时，最初有多少碳被供应。现在大部分的碳位于哪里？它是如何存在的，它是如何在不同的位置之间转移的？了解碳的总库存是这项研究给我们的启示。”

了解地球上存在多少碳，将有助于科学家提高对我们的星球和宇宙中其他地方的岩质行星的组成的理解。

研究报告的共同作者、莱斯大学地球、环境和行星科学系的教授Rajdeep Dasgupta说："在过去十年中，已经有很多活动使用宇宙化学和地球化学模型来确定地核的碳预算。“然而，这仍然是一个开放的问题，因为在吸积过程和岩质行星的构件上有很多不确定的参数。这项研究的好处是，它提供了一个关于地球外核的现今碳预算的直接估计。因此，这将反过来帮助社区更好地确定可能的行星成分和早期过程。”